孫秀春,梁玉全

(1. 高淳區(qū)大荊山林場，江蘇 南京 211317； 2. 高淳區(qū)林業(yè)站，江蘇 南京 211300)

檫木[Sassafrastzumu(Hemsl.) Hemsl]，樟科檫木屬落葉喬木，適應(yīng)于長江以南地區(qū)生長，高淳區(qū)1979年引種栽培，已成為該地丘陵山區(qū)主要造林樹種之一。為研究檫木的生長規(guī)律，筆者對高淳丘陵地區(qū)檫木林分進(jìn)行了調(diào)查，并通過樹干解析，應(yīng)用Logistic方程對檫木生長過程進(jìn)行了分析，以期為對檫木生長發(fā)育規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識及利用提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

1.1 立地條件

檫木林試驗(yàn)地位于高淳丘陵地區(qū)，椏溪鎮(zhèn)荊山村狀元山，黃棕壤，土壤層深厚、肥沃，有機(jī)質(zhì)含量20 g/kg，含全氮0.09%、全磷0.08%、全鉀0.21%，其中含有效磷10×10-6、有效鉀10×10-6,土壤微酸性。

1.2 氣候條件

高淳區(qū)屬于北亞熱帶和中亞熱帶過渡季風(fēng)氣候區(qū)，根據(jù)高淳區(qū)氣象資料顯示，高淳區(qū)年平均降雨量1 157 mm，年日照2 090.3 h，無霜期241.1 d，年平均氣溫15.9 ℃，平均相對濕度79%。

1.3 林分概況

林分樹種組成7檫木∶3杉木，1979年造林，初始造林密度1 665 株/hm2(株行距2 m×3 m)，造林后第10年和第20年對杉木進(jìn)行撫育采伐，2014年每公頃保留檫木900株(杉木全部間伐)。

2 調(diào)查和計(jì)算方法

2.1 樣木測定

選取檫木林標(biāo)準(zhǔn)地666.7 m2，對每木檢尺其樹高、胸徑，樣地內(nèi)樣木60株，平均胸徑29.9 cm，平均樹高16.6 m,郁閉度0.6。選取3株平均木進(jìn)行樹干解析，根莖處為零號圓周盤，胸徑處為1號圓周盤，第1段為2.6 m，其他各段為2 m。查定圓周盤年齡，測定各齡級樹高和直徑，按伐倒木區(qū)分求積法計(jì)算各齡級材積(各區(qū)分段材積與梢頭材積之和)[1]，繪制檫木樹高、胸徑及材積生長過程總表(見表1)。

2.2 生長曲線擬合和速生期求算

檫木的生長量(Y)隨時(shí)間(x)變化的規(guī)律用Logistic方程

Y=k(1+ea+bx)-1

(1)

描述，式中k為理論極限值(利用等差三點(diǎn)法求得)；a為樹木起始生長的大小參數(shù)，b為樹木生長量隨年齡序列變化分布特征值，a，b用最小二乘法求得。

通過對方程(1)式一級求導(dǎo)，得連年生長量的變化速度方程為

(2)

表1 檫木樹高、胸徑及材積生長量

對方程(2)式一級求導(dǎo)，得連年生長量的變化速度方程為

(3)

(4)

(5)

x′即為速生點(diǎn)

(6)

它是連年生長量變化速率最快的2個(gè)點(diǎn)，故x2-x1為檫木的速生期[2-3]。

3 結(jié)果與分析

3.1 生長過程

3.1.1 樹高生長過程 根據(jù)表1繪制樹高平均生長量和連年生量圖(見圖1)。

圖1 檫木樹高平均生長和連年生長

樹高平均生長量和連年生長量前5 a為0.74 m；第10年分別為0.92，1.06 cm；第15年分別為1.09，1.44 cm；第20年分別為0.64,0.48 m；第25年分別為0.58，0.36 m；第30年分別為0.53,0.28 m；第35年分別為0.47，0.12 cm。第13年平均生長量和連年生長量曲線相交，生長量為0.77 m，此時(shí)為樹高數(shù)量成熟期。

3.1.2胸徑生長過程 根據(jù)表1繪制胸徑平均生長量和連年生量圖(見圖2)。

圖2 檫木胸徑平均生長和連年生長

胸徑平均生長量和連年生長量前5 a為0.78 cm；第10年分別為0.75，0.76 cm；第15年分別為0.69，0.58 cm；第20年分別為1.04，0.86 cm；第25年分別為0.99，0.82 cm；第30年分別為0.93，0.6 cm；第35年分別為0.85，0.42 cm。第18年平均生長量和連年生長量曲線相交，生長量為1.093 cm，此時(shí)為胸徑數(shù)量成熟期。

3.1.3 材積生長過程 根據(jù)表1繪制材積平均生長量和連年生量圖(見圖3)。

圖3 檫木材積平均生長和連年生長

材積前5 a平均生長量和連年生長量為0.000 89 m3；第10年分別為0.002 44，0.003 98 m3；第15年分別0.006 83，0.015 62 m3；第20年分別為0.009 23，0.016 42 m3；第25年分別為0.011 65，0.021 33 m3；第30年分別為0.012 93，0.019 36 m3；第35年分別為0.012 93，0.012 93 m3。第35年平均生長量和連年生長量曲線相交，生長量為0.012 93 m3，此時(shí)為材積數(shù)量成熟期。

3.2 生長曲線擬合

(7)

得回歸方程Y′=a+bx

(8)

根據(jù)表1數(shù)據(jù)求得檫木樹高、胸徑和材積各年齡對應(yīng)觀測值，利用等差三點(diǎn)法求得樹高、胸徑和材積的k值分別為

kH=16.73kD=30.2kV=0.456 3

根據(jù)(7)式，將樹高、胸徑和材積各年齡對應(yīng)觀測值Y轉(zhuǎn)換成Y′，用最小二乘法求得樹高、胸徑和材積回歸方程中的a，b值分別為

aH=2.385 006aD=2.924 61aV=5.591 383

bH=-0.184 496bD=-0.187 107

bV=-0.257 694

利用各年齡對應(yīng)觀測值Y′對(8)式回歸分析，得檫木樹高、胸徑、材積相關(guān)系數(shù)r和線性假設(shè)的顯著性檢驗(yàn)t值[4](見表2)。

表2 回歸效果顯著性檢驗(yàn)

**表示差異極顯著(P<0.01)

從以上分析結(jié)果可以看出，r值均>α0.01=0.546，說明檫木生長與年齡的相關(guān)關(guān)系極顯著；t值均>t0.005(33)=2.733 3,認(rèn)為回歸效果極顯著，檫木胸徑、樹高、材積生長規(guī)律利用Logistic方程擬合。

3.3 生長期劃分

根據(jù)上述計(jì)算所得k，a，b值，利用(4)(5)(6)式求得檫木樹高、胸徑、材積的生長速生點(diǎn)、速生期和連年最大生長量(見表3)。

表3 檫木樹高、胸徑、材積速生期和速生點(diǎn)

從以上分析結(jié)果可以看出，樹高速生期是第6年至第20年，速生點(diǎn)是第13年，速生期最大生長量是0.77 m；胸徑速生期是第9年至第23年，速生點(diǎn)是第16年，速生期最大生長量是1.41 cm；材積速生期是第17年至第27年，速生點(diǎn)是第22年，速生期最大生長量是0.029 4 m3，與樹干解析分析數(shù)據(jù)基本相吻合。

4 結(jié)論

(1)檫木生長過程分為生長初期、速生期、生長后期。生長初期連年生長量與平均生長量隨年齡的增加呈上升趨勢，連年生長量達(dá)到最大時(shí)間比平均生長量早；在數(shù)量成熟期前，連年生長量值大于平均生長量，達(dá)到數(shù)量成熟期后，平均生長量值大于連年生長量。

(2)高淳丘陵地區(qū)檫木連年生長量速生點(diǎn)出現(xiàn)先后基本是樹高、胸徑、材積；樹高生長速生期開始年是第6年，終止期是第20 年，速生點(diǎn)是在第13年，數(shù)量成熟期是第13 年；胸徑生長速期開始年是第9年，終止期是第23年，速生點(diǎn)是在第16年，數(shù)量成熟期是第18年；材積生長速期開始年是第17年，終止期是第27年，速生點(diǎn)是在第22年，數(shù)量成熟期是第35年。

(4)分析檫木生長速生點(diǎn)和速生期和數(shù)量成熟期具有重要的生產(chǎn)實(shí)踐意義。為撫育管理、水肥管理和確定合理采伐年齡提供科學(xué)依據(jù)，以促進(jìn)林木生長，發(fā)揮最大效益，提高林地的集約經(jīng)營水平。